23 июля 2019, вторник, 14:17
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

22 декабря 2018, 19:21

Насекомые в древней керамике

Отливка отпечатка долгоносика на сосуде
Отливка отпечатка долгоносика на сосуде
Hiroki Obata

Жуков ведрами в него не сыплют.
Жуки сами падают в него с дивной избирательностью…

Клиффорд Саймак «Заповедник гоблинов»

 

Японские археологи ранее уже обнаруживали в керамике эпохи Дзёмон следы жуков-долгоносиков, попавших в глину перед обжигом. Но оставалось неясным, попадали ли эти жуки туда случайно или же их специально добавляли в глину древнеяпонские горшечники. Однако теперь в одном из обследованных сосудов нашли столько долгоносиков, что вряд ли их попадание туда можно считать случайным.

Впервые профессор Хироки Обата из Университета Кумамото и его коллеги обнаружили долгоносиков в глине в 2004 году. Обата интересуется историей использования растений обитателями древней Японии и керамикой эпохи Дзёмон (10 тыс. лет до н. э. – 300 год до н. э.), соответствующей европейским мезолиту и неолиту. Собственно, именно керамика дала название этому периоду: дзёмон (縄文) переводится как «след от веревки», древние мастера наносили узор на сосуды, оборачивая мягкую глину шнуром. Аналогичный метод был известен и в древней Европе, где дал название «культуре шнуровой керамики».

Японские исследователи изучают обломки древних горшков при помощи рентгеновских лучей, компьютерной томографии и растрового электронного микроскопа в поисках включений в глине. Они заметили, что в черепках нередко встречаются небольшие пустоты. Они могли возникнуть на месте органических включений в глине, которые разрушились при обжиге или позднее. Чтобы определить, что это было, Хироки Обата и его коллеги стали заполнять эти пустоты жидким силиконом. Когда он застывал, получалась отливка, которую можно было в подробностях изучить под растровым электронным микроскопом. Такой метод используется японскими археологами еще с 1970-х годов.

Так удалось выяснить, что в глине находились насекомые. Отливки оказались столь подробными, что по отпечаткам частей тела и бороздок на надкрыльях можно было даже определить, кто именно угодил в глину. Обата и его коллеги пришли к выводу, что это были амбарные долгоносики (род Sitophilus).

Поскольку при обжиге глина расширяется, сжимая насекомых и искажая их размеры, Обата и его сотрудники должны были определить, каков был прижизненный размер жуков. Они поймали живых долгоносиков, тщательно измерили их, а затем замесили в глину и обожгли ее, подобно мастерам эпохи Дзёмон. После чего изготовили силиконовые отливки возникших пустот и вновь измерили, рассчитав коэффициент сжатия.

 

Живой кукурузный амбарный долгоносик и отливка отпечатка на сосуде

Расскажем немного об этих насекомых. Амбарных долгоносиков долгое время считали принадлежащими к богатому видами семейству долгоносиков (Curculionidae), но недавно их переместили в другое семейство – трубконосиков (Dryophthoridae). Так что правильнее было бы называть их амбарными трубконосиками, но мы продолжим использовать привычное название, вряд ли их это обидит.

Далеко не все амбарные долгоносики питаются зернами сельскохозяйственных растений и живут в амбарах, некоторые из них живут в природе, питаясь желудями, семенами бобовых, а один вид (Sitophilus linearis) предпочитает исключительно плоды тамаринда. Но три вида, принесшие этому роду всемирную известность, действительно перешли на питание продуктами агропрома.

 

Зерновой амбарный долгоносик на пшеничном зерне. Модель, сделанная в 1935 году Альфредом Келлером для берлинского Музея естественной истории

Зовутся они зерновой амбарный долгоносик (S. granarius), кукурузный амбарный долгоносик (S. zeamais) и рисовый амбарный долгоносик (S. oryzae). Названия не должны обманывать: все они способны питаться семенами разных зерновых культур, а также крупами и макаронными изделиями. Генетический анализ бактерий SOPE (Sitophilus oryzae primary endosymbiont), обитающих в пищеварительной системе этих жуков, показывает, что эти три вида происходят от одного предка. Вероятно, их личинки содержались в желудях или семенах других диких растений, которые приносили в дом древние собиратели, а с изобретением земледелия жуки нашли для себя более удобную и доступную пищу: ячмень, рис, пшеницу.

Родина этих видов, вероятно, находилась в леса южных предгорий Гималаев. Сейчас же они распространены по всему миру. В этом жукам помогли люди, перевозя их по торговым путям в мешках с зерном. Долгоносики продолжают путешествовать и сейчас - уже при помощи железных дорог и трансокеанских судов, что вовсе не радует работников карантинных служб.

Распространение зернового амбарного долгоносика было связано в первую очередь с ячменем и пшеницей и охватило Средиземноморье и Европу, а рисовый и кукурузный долгоносики захватили Азию, предпочитая рис (кукуруза появилась значительно позже).

 

Рисовый амбарный долгоносик

Образ жизни всех трех видов схож. Это небольшие жуки, длиной не больше четырех миллиметров (зерновой долгоносик) или даже двух миллиметров (кукурузный и рисовый). Привычным местом обитания служат для них амбары, закрома, склады, элеваторы – все места, где человек хранит зерно, вплоть до полок кухонного шкафа. В дикой природе они встречаются только в странах с теплым климатом. В России зерновой амбарный долгоносик вне помещений может жить только на черноморском побережье Краснодарского края.

Зерновой амбарный долгоносик и некоторые подвиды рисового летать не могут – их надкрылья прочно срослись, а кукурузный долгоносик сохранил способность к полету.

Самка откладывает яйца в зерна, пробуравливая их хоботком. Отложив яйцо, она старательно заделывает отверстие, так что внешне зараженное зерно трудно отличить от обычного. Личинка выедает всё зерно изнутри, оставляя лишь пустую оболочку, а потом окукливается. Через 15 – 40 дней из куколки выходит взрослый жук, который продолжает уничтожать запасы. Ущерб зернохранилищ всего мира от долгоносиков считается примерно равным ущербу от грызунов.

 

Кукурузный амбарный долгоносик

Древнейшие археологические находки зерновых амбарных долгоносиков в Европе и на Ближнем Востоке имеют возраст примерно 7000 лет. В Египте эти жуки были найдены в погребальном приношении ячменя в гробнице одного из фараонов VI династии (около 2300 г. до н.э.). В Китае рисовые долгоносики были обнаружены тоже в зернах ячменя при раскопках одной из гробниц династии Хань (рубеж III–II века до н. э.). К этому же времени относится первое письменное упоминание амбарных долгоносиков - оно встречается в знаменитом словаре «Эръя». Жуки, поражающие зерна в амбарах, описаны и античными авторами.

В Японии надкрылья амбарных долгоносиков были обнаружены при раскопках в Икегамисоне (рубеж нашей эры), на месте дворца Фудзивара (IX век) и замка Киёсу (XVII век). Метод отливок, созданный профессором Обатой и его коллегами, помог найти куда более древних долгоносиков. Первые находки были сделаны в черепках с острова Кюсю периода поздний Дзёмон (2500-1300 годы до н. э.). В последующие годы число найденных долгоносиков увеличивалось. К 2008 году было известно уже 32 отпечатка из 13 разных археологических памятников.

Исходя из анатомических характеристик, таких как сравнительная длина надкрыльев и брюшка и подобных, ученые предположили, что имеют дело с кукурузными долгоносиками.

 

Образцы долгоносиков в древнеяпонской керамике (электронная микрофотография)

Каждый год приносил новые находки. Ученые сочли, что долгоносики проникли в Японию вместе с традицией рисоводства, которая, наиболее вероятно, была занесена около 2000 года до н. э. из Кореи на остров Кюсю. Но в 2010 году долгоносики были найдены уже в керамике раннего Дзёмона (около 8500 – 8000 года до н. э., археологический памятник Санбонмацу на острове Танэгасима в префектуре Кагосима), что намного раньше всех археоботанических свидетельств использования риса в Японии.

 

Долгоносики в керамике из Санбонмацу

Выходит, что долгоносикам раннего Дзёмона приходилось питаться чем-то другим. Исследователи выдвинули три кандидатуры: семена бамбука, желуди и каштаны – все они использовались в качестве пищевых продуктов древними жителями Японии. Бамбук, подумав, отклонили, так как в интересующую эпоху бамбуковые леса на Кюсю стремительно вытеснялись широколиственными лесами. А с желудями и каштанами ученые провели эксперимент. Они раздобыли современных кукурузных долгоносиков и попытались вырастить их в желудях и каштанах. Личинки успешно развивались, а выходившие из куколок взрослые жуки были в 1,24 раза крупнее, чем те, что питались рисом. Сходный размер был и у древних долгоносиков (с учетом сжатия при обжиге глины).

В итоге Обата и коллеги пришли к выводу, что кукурузные долгоносики жили в Японии и до появления земледелия. Напомним, что кукурузный долгоносик сохранил способность к полету и поэтому может распространяться самостоятельно. К тому же представители этого вида зимуют в природе, под опавшей листвой, и весной, до созревания семян, питаются нектаром цветов. Их исследование было опубликовано в журнале PLOS ONE.

В 2016 году группа Обаты рассказала о новых результатах. На этот раз изучению подверглись черепки, найденные в Одаке (префектура Тояма, период ранний Дзёмон, 5300 – 3500 годы до н. э.) и Монотобару (префектура Миядзаки, поздний Дзёмон, 2500 – 1300 годы до н. э.).

В первом случае им удалось обнаружить более пятисот следов семян масличного растения эгома (Perilla frutescens var. frutescens).

Во втором ученые нашли отпечатки оотек (капсул для яиц) тараканов. Они определили, что оотеки, которые имели 11 мм в длину, принадлежат таракану (Periplaneta fuliginosa), родина которого – Китай. Сейчас этот вид широко распространен в Японии, письменные источники впервые упоминают о нем лишь с XVIII столетия, однако находка в керамике позволяет утверждать, что уже 4300 лет назад данный таракан встречался на Японских островах.

Самка Periplaneta fuliginosa с оотекой

 

Отливка оотеки на электронной микрофотографии

В новой публикации, вышедшей в журнале Journal of Archaeological Science: Reports, Хироки Обата вернулся к своим любимым кукурузным долгоносикам. Сейчас они обнаружены уже на 55 археологических памятниках Японии: 9 – на острове Хонсю, 39 – на Кюсю, 3 – в архипелаге Рюкю и по одному на островах Якусима, Танэгасима и Хоккайдо. Памятник Татесаки на южном побережье Хоккайдо стал самой северной точкой, где были найдены жуки в горшках. Всего же ученые получили 439 отливок.

Большинство находок относятся к периоду Дзёмон, есть также некоторые образцы из более поздних периодов Яёй и Кофун. Кукурузные амбарные долгоносики составляют 90 % всех находок следов насекомых в керамике периода Дзёмон, что, по мнению авторов, указывает, что эти жуки уже были в то время синантропным видом.

Ученые продолжили свои опыты по выкармливанию долгоносиков каштанами и желудями и определили, что на каштанах долгоносики вырастают крупнее, чем на желудях. Если обратиться к следам долгоносиков, то окажется, что они были более крупными в восточной части Японии, где был распространен съедобный каштан городчатый (Castanea crenata), а меньше – в западной части, население которого в эпоху Дзёмон вместо каштана использовало в пищу желуди дуба буровато-желтого (Quercus gilva).

Основное внимание в статье уделяется находкам из Татесаки. Так как оптимальной температурой для кукурузных долгоносиков служит диапазон 28°–29° C, а размножаются они при температуре не ниже 15°C, обнаружение их в Татесаки на Хоккайдо, а также в Саннаи-Маруяме на северном побережье Хонсю, свидетельствует, по словам ученых, что в этих местах уже имелись созданные человеком укрытия: зерновые ямы или амбары, где были подходящие условия для зимовки.

 

Сосуд TSK 484 и распределение полостей от долгоносиков в нем

Выдающейся находкой стал сосуд TSK 484. В нем были обнаружены отпечатки 85 кукурузных долгоносиков, сообщавшихся с поверхностью, а после рентгеновской компьютерной томографии было выявлено еще 332 скрытые полости. Если взять их среднюю концентрацию и предположить, что в несохранившихся фрагментах этого сосуда она была той же, получится, что всего в сосуде 484 на момент его изготовления был 501 долгоносик. Такое большое количество жуков и равномерное их распределение в сосуде заставило задуматься, попали ли они в глину случайно или же их замесили туда преднамеренно до изготовления сосуда.

Исследователи отмечают, что большинство изученных сосудов из Татесаки имеют куда меньшую плотность следов долгоносиков (менее одного на сто квадратных сантиметров). Их наличие можно объяснить случайным попаданием в глину. Однако в двух сосудах: TSK 484 и TSK 0016 – содержится более десятка жуков на сто квадратных сантиметров. Можно подозревать, что жуков добавили туда умышленно, хотя цель этого остается неясной. Профессор Обата не стал рассматривать возможные причины таких действий мастеров эпохи Дзёмон в своей статье, однако в устном комментарии предположил, что жуков могли сыпать в глину в надежде получить хороший урожай. Можно высказать и другую гипотезу, что добавление в глину жуков, по представлениям древних японцев, как-то меняло свойства сосуда, изготовленного из этой глины.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.